Преимущества и недостатки лазерной сварки

Лазерная сварка — это метод сварки, в котором лазерный луч фокусирует источник тепла для соединения нескольких частей металла. Производители и переработчики листового металла все чаще полагаются на этот высокотехнологичный процесс сварки с использованием лазерной технологии, обеспечивающий более высокое качество, более высокую производительность и снижение затрат на постобработку. Хотите узнать больше о лазерной сварке, прежде чем приступить к работе? Читайте дальше, чтобы узнать больше о преимуществах и недостатках лазерной сварки.

Как работает лазерная сварка?

Лазерная сварка или лазерно-лучевая сварка — это процесс, в котором для плавления материалов используется источник тепла, сфокусированный на лазере. Лазерная сварка работает в двух принципиально разных режимах: сварка с ограничением проводимости и сварка глубоких отверстий. Режим взаимодействия лазерного луча с свариваемым материалом будет зависеть от плотности мощности, при которой луч попадает на заготовку. Принцип работы лазерной сварки заключается в фокусировке лазера высокой плотности мощности и подаче тепла на соединение между двумя металлическими поверхностями. Когда металлическая поверхность поглощает лазер, материал нагревается и плавится, образуя сварной шов между двумя поверхностями и завершая сварку.
Лазерная сварка имеет более высокую точность и качество сварки. Поскольку сам лазер выделяет очень мало тепла, сварной шов, полученный после лазерной сварки, также относительно мал, что делает лазерную сварку особенно подходящей для более тонких материалов, таких как электроника или стекло/металлические уплотнения. Тогда как при сварке более толстых материалов узкие и глубокие сварные швы получаются между деталями с прямоугольными кромками. Сегодня современные приложения для лазерной сварки включают передовую оптику, которая позволяет использовать программируемых роботов для точного определения области в заготовке.

Преимущества лазерной сварки

Лазерная сварка имеет много преимуществ перед традиционными методами сварки. Во-первых, лазерная сварка может выполняться без каких-либо дополнительных инструментов или приспособлений, что дает более точные результаты. Кроме того, лазеры могут достигать невероятно высоких температур, поэтому лазерная сварка также обеспечивает очень прочные и долговечные сварные швы.

Более высокая точность

Лазерная сварка производит очень узкий лазерный луч, который можно очень точно сфокусировать на свариваемом участке даже на участках диаметром всего несколько миллиметров. В дополнение к более точному контролю процесса сварки он также позволяет избежать потерь и ошибок сварочного материала и обеспечивает стабильное качество.

Качественные сварные швы

Одним из основных преимуществ лазерной сварки является более высокое качество сварных швов. Это связано с тем, что лазерная сварка создает более узкий и глубокий шов, чем другие методы, создавая более прочную связь между двумя частями металла и может выдерживать экстремальные температуры и суровые условия. Равномерный импульс лазерной сварки приводит к очень чистому шву после лазерной сварки без валиков и заусенцев, неизбежных при сварке в среде защитных газов или электросварке.

Лазер увеличивает скорость сварки

Лазерная сварка во много раз быстрее (до 5-10 раз быстрее), чем традиционные методы. Скорость сварки зависит от типа и мощности используемого лазерного генератора. Высокая скорость сварки позволяет производить больше деталей в час, что означает более быстрое время выполнения работ и более высокую производительность. Кроме того, лазерную сварку можно интегрировать с автоматизированным оборудованием, что позволяет работать дольше.

Снижение затрат на послесварочную обработку

Процесс традиционной сварки и лазерной сварки заключается в передаче тепла на стыке двух поверхностей. При сварке традиционными методами материалы могут подвергаться изгибам, напряжениям и другим негативным воздействиям. Однако лазер имеет огромную удельную мощность, ширина зоны термического влияния с обеих сторон сварного шва мала, а тепловое повреждение и потеря работоспособности материала вблизи сварного шва снижены. Таким образом, деформация образцов меньше, чем у образцов, сваренных многими другими способами.
После лазерной сварки шлифовка обычно не требуется, что позволяет значительно снизить затраты на постобработку. Наличие такого декоративного сварного шва также помогает улучшить внешний вид изделия и произвести хорошее первое впечатление на покупателя.

Универсальность

Лазерная сварка чрезвычайно универсальна, и разные лазерные установки хороши для сварки разных вещей. Например, лазерная сварка может выполняться на различных металлических материалах, включая мягкую сталь, нержавеющую сталь и титан. Лазерная сварка может использоваться для сварки толстых стальных листов, используемых в судоходстве, для сварки драгоценных металлов, используемых в ювелирных изделиях, или для сварки медных контактов на аккумуляторах электромобилей. Он может достигать труднодоступных мест, осуществлять бесконтактную сварку на большие расстояния и обладает большой гибкостью. Лазерная сварка отлично подходит для сборки и сварки миниатюрных и небольших деталей, производимых в больших количествах.

Повышенная безопасность

Еще одним преимуществом лазерной сварки как бесконтактного процесса соединения является безопасность. Лазерные сварочные аппараты меньшей мощности представляют меньший риск для безопасности и обычно являются портативными, с использованием ручной сварочной головки для начала сварки; высокая мощность лазерные сварочные аппараты дистанционно управляются, что позволяет рабочим направлять лазерный луч без необходимости находиться рядом с зоной сварки. Кроме того, лазерная сварка производит меньше дыма, чем другие методы, что помогает снизить риск респираторных заболеваний у рабочих и улучшить качество воздуха.

Недостатки лазерной сварки

Несмотря на множество преимуществ использования лазерной сварки, существуют и некоторые недостатки, связанные с лазерной сваркой, которые следует учитывать, прежде чем инвестировать в эту технологию. Это поможет вам лучше понять свои машины и сократить расходы, связанные с поломками машин.

Высокие первоначальные затраты

Основным недостатком лазерной сварки является высокая первоначальная стоимость. Первоначальная стоимость приобретения лазерной установки обычно в два или три раза превышает стоимость традиционных систем, что требует значительных единовременных инвестиций. Обучение сотрудников их использованию также может оказаться дорогостоящим. Кроме того, затраты на техническое обслуживание и ремонт аппаратов лазерной сварки также могут быть выше, чем у других типов сварочного оборудования. Но лазерная сварка быстро окупается благодаря превосходной скорости, точности и универсальности. Ориентация на эффективность лазерной сварки позволяет компаниям оптимизировать производство, сократить отходы материалов и повысить общую прибыльность.

Низкий люфт

Низкий допуск на зазор означает, что точность сборки сварного соединения высокая, а положение балки на заготовке не может иметь явных отклонений. Это связано с тем, что размер пятна сфокусированного лазера мал, а сварной шов узок, что может привести к дефектам сварки при сборке заготовки или неточному позиционированию луча. Низкие допуски на люфт означают, что вам необходимо убедиться, что ваши процессы/поставщики выше по течению могут надежно соответствовать жестким уровням допусков.

Требуется обучение

В производстве и изготовлении металлов лазерная сварка стала революционной технологией, предлагающей беспрецедентную точность и эффективность. Однако для реализации всего потенциала лазерного сварочного аппарата требуется нечто большее, чем просто покупка оборудования. Оператору требуется обширное современное обучение, чтобы обеспечить безопасную работу, оптимизировать производительность и раскрыть множество преимуществ, которые он предлагает. Сеансы обучения операторов могут увеличить общую стоимость аппарата для лазерной сварки.

Ограниченное применение

Хотя лазерный сварочный аппарат предлагает превосходные преимущества во многих областях применения, он также имеет определенные ограничения, например, он менее подходит для сварки более толстых материалов и не может использоваться для определенных типов соединений. Кроме того, некоторые материалы, например поверхности с высокой отражающей способностью, могут не подходить для лазерной сварки. В таких случаях более подходящими могут быть альтернативные методы сварки, такие как дуговая сварка или электронная сварка. Перед началом сварочного проекта рекомендуется оценить его конкретные требования и проконсультироваться с экспертом для определения наиболее подходящего метода сварки.

Существует угроза безопасности

Хотя лазерная сварка произвела революцию в сварочной промышленности благодаря своей точности и эффективности, она по-прежнему сопряжена с определенными рисками для безопасности. Например, при использовании лазерного сварочного аппарата интенсивный лазерный луч, испускаемый в процессе сварки, может вызвать серьезные ожоги или необратимое повреждение глаз, если не используется надлежащая защита для глаз.

При использовании аппарата для лазерной сварки требуются комплексные протоколы безопасности, надлежащее обучение и регулярное техническое обслуживание оборудования, чтобы свести к минимуму риски, связанные с лазерной сваркой. Лазерная сварка требует больше защитных мер, чем другие методы сварки.

Подведем итог

Лазерная сварка — впечатляющая технология, которая может предоставить производителям эффективные и недорогие методы сварки. Хотя у этого процесса есть некоторые недостатки, такие как низкие допуски на зазор во время сварки, их можно преодолеть без особого внимания. Если вы занимаетесь бизнесом и ищете надежный способ быстрого и точного соединения металлов, то лазерная сварка может быть именно тем, что вам нужно!
Чтобы узнать больше о лазерной сварке в действии, посмотрите это видео. Если у вас есть еще вопросы, Актек Лазер рада обсудить с вами ваше конкретное приложение, чтобы помочь вам принять правильное решение.

Лазерное оборудование

Контактная информация

Получить лазерные решения